基于GPU的并行加解密系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、數(shù)據(jù)安全隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展變得越來越重要。數(shù)據(jù)加密是保護(hù)數(shù)據(jù)安全的重要手段。AES加密算法是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密的重要算法。然而,當(dāng)需要進(jìn)行加密的數(shù)據(jù)很大時(shí),傳統(tǒng)的AES算法加密速度慢。
　　隨著圖形處理器(Graphic Processing Unit,GPU)的發(fā)展,圖形處理器的運(yùn)算能力遠(yuǎn)高于同時(shí)期CPU的運(yùn)算能。圖形處理器在大規(guī)模數(shù)據(jù)的并行計(jì)算中扮演著越來越重要的角色。統(tǒng)一計(jì)算架構(gòu)(Compute Unified Device

2、Architure,CUDA),特別是開放語言(Open Compute Language,OpenCL)并行架構(gòu)出現(xiàn)以后,簡化了對(duì)圖形處理器編程的難度,使得對(duì)圖形處理器進(jìn)行編程變得越來越容易。使用圖形處理器來對(duì)AES加密算法進(jìn)行改進(jìn)能夠明顯加快加密大數(shù)據(jù)的速度。本課題來源于美國多核技術(shù)有限公司,課題的主要研究內(nèi)容是利用圖形處理器的高并行計(jì)算能力來加速AES算法,提高加密速度,減少加密大數(shù)據(jù)的時(shí)間。使用OpenCL異構(gòu)編程架構(gòu)對(duì)AES算

3、法部工作模式在圖形處理器上實(shí)現(xiàn)了并行加速,使用OpenCL的同步機(jī)制完成了多線程之間的同步,利用雙線程技術(shù)對(duì)提高了圖形處理器和CPU的利用率,利用OpenCL的內(nèi)存對(duì)象模型對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行局部優(yōu)化。最后,使用并行性能分析工具AMD APP Profiler和Parallel Performance Analyzer(PPA)對(duì)系統(tǒng)的時(shí)間性能進(jìn)行測試和分析。
　　性能測試結(jié)果表明,在圖形處理器上進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的AES算法,在圖形處理器HD685